Робот с размери на насекомо, който се движи само с помощта на светлина, е направил 188 последователни скока без нито един електронен компонент.

Меката машина се огъва, изправя и възстановява автоматично, задвижвана изцяло от физиката на материалите, а не от чипове или кабели. Роботът е изработен основно от течни кристални еластомери, материал, подобен на каучук, който променя формата си, когато е изложен на светлина. Когато е осветен, материалът се огъва и съхранява еластична енергия в извита гредова структура.

Тази съхранена енергия се освобождава с едно щракване, изстрелвайки робота във въздуха. Докато скача, той хвърля сянка, която блокира източника на светлина, позволявайки на материала да се охлади и да възвърне първоначалната си форма. След това цикълът се повтаря. Няма батерии, няма вградени процесори и няма мотори. Самата структура извършва сензориране, задействане и възстановяване чрез геометрията и реакцията на материала.

Изследването е проект на Вънжон Йан, който наскоро се присъедини към Катедрата по машинно и аерокосмическо инженерство в Университета на Калифорния „Дейвис“ като доцент. Неговата по-широка работа се фокусира върху меката роботика и механичната интелигентност, където материалите са проектирани да изпълняват задачи, които обикновено се извършват от електрониката.

Екипът първоначално очаква роботът да скочи само няколко пъти при непрекъснато осветяване. Вместо това той продължи да работи и изпълни 188 непрекъснати скока по време на тестовете.

„Това беше вълнуващо и изненадващо“, казва Йан. „Не бях планирал това.“

Изключителна беше и издръжливостта на материала. Изследователите добавиха допълнително тегло, за да тестват границите на производителността. Роботът не показа спад във функционирането си дори когато носеше до 1700 пъти собственото си тегло, което е около 300 милиграма.

Механизмът на скачане се основава на прост физичен принцип: бърза деформация, последвана от нестабилност при преминаване. Когато светлината попадне върху течния кристален еластомер, той се свива.

Структурата съхранява тази енергия на деформация, докато достигне критична точка, след което я освобождава внезапно, изстрелвайки робота. Ефектът действа като вградена система за управление, елиминирайки необходимостта от схеми.

Освен демонстрациите в лаборатория изследователите проучват и приложението им в реалния свят. Едно от потенциалните приложения е наблюдението на горски пожари. Роботите могат да носят сензори и да се движат непрекъснато по терена.

„Общата идея е, че те ще носят сензор и ще скачат непрекъснато. Щом засекат дим или пламък, изпращат сигнал на някой, който наблюдава горските пожари. По принцип това ще бъде динамична, разпределена мрежова система, която може да засича много фактори на околната среда“, обясняват учените

Такива роботи биха могли да работят и в срутени сгради, радиоактивни зони или тесни подземни пространства, където конвенционалните машини се затрудняват.

Снимка: Pexels/Wenzhong Yan/UC DAVIS

Виж още: Този уникален мотор на 100 години с изпреварили времето си дизайн и мощност може да бъде ваш за 100 000 долара